Absperrventil Das Hauptpatent bezieht sich auf ein Absperr ventil mit einem Tauchkolben, der zur Abdichtung gegen das Gehäuse in Schliesstellung mindestens einen axial zusammenpressbaren Dichtungsring trägt, wel cher unter der zusammenpressenden Wirkung einer Feder steht, die sich an einem mit der Spindel für den Kolben verbundenen Teil abstützt, wobei der den Dichtungsring halternde und ihn gegen die Fe derkraft abstützende Kolbenteil mit axialem Spiel mit der Spindel gekuppelt ist, und die der Abstützfläche für den Dichtungsring abgewendete Seite dieses Kol benteiles eine Anschlagfläche für einen gehäusefesten Anschlag bildet.
Ventile dieser Art haben den Vorteil, dass der Dichtungsring ständig unter der elastischen Vorspan- nung der Feder steht und diese Vorspannung in Schliesstellung des Tauchkolbens erhöht werden kann.
Absperrventile nach dem Hauptpatent, die wie alle bekannten Tauchkolbenventile eine Dichtfläche zur Abdichtung gegen das Gehäuse aufweisen, wel che die Form eines Zylindermantels hat, haben aber noch den Nachteil, dass sie bei grösseren Nennwei ten oder höheren Arbeitsdrücken nur schwer betä- tigbar sind, wenn der Druck des Arbeitsmediums auf den Kolben - wie zumeist üblich - in Richtung gegen die Schliessbewegung einwirkt.
Das Ventil schliesst nämlich bereits dann, wenn der Tauchkol ben in einen Teil des Ventilsitzes im Gehäuse ein taucht; zur Gewährleistung einer sicheren Abdich tung über eine längere Betriebsperiode muss jedoch der Tauchkolben bis in seine Endstellung weiterbe wegt werden, damit der gesamte Mantel des Dich tungsringes zur Abdichtung wirksam wird. Daher treten besonders bei hohen Drücken des Arbeitsme diums oder bei grossen Nennweiten und den daraus resultierenden grossen Kolbenstimflächen nach dem anfänglichen Eintauchen des Kolbens grosse, die Wei terbewegung des Kolbens behindernde Widerstands kräfte auf.
Im Hauptpatent ist bereits ein Weg angegeben worden, wie dieser Nachteil vermieden werden kann. Nach dem Hauptpatent kann nämlich der den Dich tungsring halternde Kolbenteil einen Durchlass auf weisen, der mit dem freien Endteil der Spindel ein von der Feder offengehaltenes Entlastungsventil bil det. Dieses Entlastungsventil soll so wirken, dass es nur am Ende der Schliessbewegung des Kolbens schliesst, wenn der Kolben in dieser Endstellung fest gehalten ist und der freie Endteil der Spindel dann noch weiterbewegt wird, bis das Entlastungsventil verschlossen ist.
Die Bauweise erfordert aber noch einen relativ hohen herstellungsmässigen Aufwand und arbeitet dann nicht sicher, wenn beim Eintauchen des Kolbens in den Ventilsitz bereits so grosse Reibungswider stände auftreten dass die Feder schon unter dem Ein- fluss dieser Widerstände stark zusammengepresst wird und das Entlastungsventil daher bereits in dieser Kol benstellung praktisch verschlossen ist.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, in weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach dem Hauptpatent eine Ventilbauweise zu schaffen, die unter geringstem Aufwand gewährleistet, dass das Ventil erst am Ende der Schliessbewegung vollkommen schliesst, wobei trotzdem die Möglichkeit besteht, den Dichtungsring dann mittels der stärker zusammengepressten Feder einer erhöhten elastischen Pressung zu unterwerfen.
Ein dieser Zielsetzung entsprechendes Absperr ventil nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die die Dichtfläche gegen das Gehäuse bildende Mantelfläche des Dichtungsringes und die an diese Mantelfläche anschliessende Aussen fläche des den Dichtungsring gegen die Federkraft ab stützenden Kolbenteiles als aneinandergrenzende Teile einer in Schliessrichtung des Kolbens zulaufenden Ke- gelmantelfläche ausgebildet sind und mit einer ebenso konisch geformten, Dichtsitz und Anschlag bildenden Gehäusebohrung zusammenwirken.
Durch die in Schliessrichtung konische Ausbil dung des Kolbens und die ebenso konisch geformte Gehäusebohrung wird erreicht, dass das Ventil auf alle Fälle erst am Ende der Schliessbewegung gänzlich schliesst, so dass über den bis zum Schluss der Be wegung offenen Ringraum ein Druckausgleich statt finden kann. Dabei kann aber die Spindel nach Auf sitzen des Kolbens in der konischen Gehäusebohrung noch in Schliessrichtung weiterbewegt werden, wo durch der Dichtungsring durch die Feder einer er höhten elastischen Pressung unterworfen wird und damit erst voll zur Wirkung kommt.
Die von der Mantelfläche des Dichtungsringes und von der an diese Mantelfläche anschliessenden Aussenfläche des den Dichtungsring abstützenden Kolbenteils gemein sam gebildete zulaufende Kegelmantelfläche liegt ja zunächst am Ende der Schliessbewegung des Kolbens gleichermassen an der konischen Gehäusebohrung an. Erst wenn sich bei der Weiterbewegung der Spindel der den Dichtungsring gegen die Federkraft abstütz ende Kolbenteil schon in der konischen Gehäuseboh rung abstützt, wird auf den Dichtungsring ein erhöh ter Federdruck ausgeübt, der den Dichtungsring un ter guter Abdichtung an die Gehäusebohrung an- presst.
Zur Gewährleistung einer langen Lebensdauer des Dichtungsringes muss darauf geachtet werden, dass die auf die obere ringförmige Stirnfläche des Ventil ringes wirkende Feder in Offenstellung des Kolbens keine nachteilige Verformung des Dichtungsringes in dem Sinne bewirkt, dass der im Vergleich zur unte ren, schmäleren ringförmigen Stirnfläche vorstehende Ringteil nach unten gequetscht wird.
Diese Gefahr kann vorteilhaft dadurch vermieden werden, dass die Neigung der konisch zulaufenden Mantelfläche des Kolbens gegen seine Bewegungsrichtung 5-300, vor zugsweise 10-150 beträgt, Bei diesen geringen Nei gungen tritt bei noch guter Wirkung der konischen Mantelfläche praktisch keine zusätzliche Verformung des im Durchmesser grösseren Teiles des Dichtungs ringes auf.
Die Erfindung wird nun an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Beim dargestellten Ventil nach der Erfin dung ist an einem Kolbenkörper 1 ein Dichtungsring 2 angeordnet. Der Kolbenkörper 1 ist mit dem freien Endteil einer Spindel 5 drehbar und mit axialem Spiel a gekuppelt. Zu diesem Zweck weist der freie Spin- delendteil einen Bund 7 auf, der in einer koaxialen Bohrung 8 des Kolbenkörpers 1 gelagert ist und durch einen in diese Bohrung eingeschraubten Stütz ring 9 mit dem Kolbenkörper 1 axial gekuppelt ist. Auf dem freien Spindelende ist ferner eine Mutter 6 aufgeschraubt.
Zwischen der aufgeschraubten Mut ter 6 und dem Bund 7 des Spindelendteiles sind ein die elastische Einspannung des Dichtungsringes 2 be wirkendes Tellerfederpaket 10 sowie eine Kolben kappe 11 gelagert, welche den Druck der Feder auf den Dichtungsring überträgt, der sich auf der einen Seite 12 einer Schulter 13 des Kolbenkörpers 1 ab stützt, so dass der Dichtungsring ständig unter einer elastischen, axialen Pressung steht.
Die Mantelfläche 30 des Dichtungsringes 2 und die an diese Fläche an- schliessende Aussenfläche 31 des Kolbenkörpers 1 sind in Form eines in Schliessrichtung zulaufenden Kegelstumpfes ausgebildet, wobei dieser Kolbenteil in der dargestellten Schliesstellung des Kolbens in eine ebenso konisch geformte Bohrung 32 des Gehäuses 3 eingreift. In der Zeichnung ist die Spindel in jener Lage dargestellt, die sie einnimmt, nachdem der Kol ben zum Aufsitzen in der konischen Gehäusebohrung gebracht wurde. Bei Weiterbewegung der Spindel in Schliessrichtung ist somit der Kolbenträger 1 in der Bohrung festgehalten, so dass sich die Spindel inner halb des Kolbenkörpers um das Spiel a nach unten bewegen kann.
Bei Weiterbewegung der Spindel nach unten wird die Feder 10 weiter zusammengedrückt, so dass diese über die Kolbenkappe 11 einen erhöh ten Druck auf den Dichtungsring 2 ausübt, der sich dann stärker abdichtend an die konische Bohrung 32 anlegt.
Bei einer später erfolgenden Bewegung der Spin del in Öffnungsrichtung bewegt sie sich zunächst ohne Kolben um das Spiel a nach oben, wobei die Feder vorspannung vermindert wird. Nach Überbrückung des Spiels a wird dann über den Stützring 9 der Kol ben angehoben, so dass sich der ganze Kolben nach oben bewegt. Der Dichtungsring des Kolbens steht aber auch in Offenstellung des Ventils unter einer durch die Feder bewirkten elastischen Vorspannung, wobei durch die relativ geringe Konizität der koni schen Mantelfläche am Kolben eine unzulässige Ver formung des oberen, im Durchmesser grösseren Ring teiles ausgeschlossen ist.